I august 2019 blev der i Rusland for første gang i verden (ja, det er sandt) gennemført et kommercielt projekt for trådløs back-up af en hovedfiberoptisk kabel med en kapacitet på 40 Gbit/s. Operatøren 'Единство', et datterselskab af Norilsk Nickel, brugte en sådan kanal til at gennemføre en 11-kilometer trådløs back-up gennem Yenisei.
Periodisk dukker der i pressen, herunder på Habr, op . De er interessante set fra et teknologisk fremskridts synspunkt, men det er altid forskningsmæssige tests. Her har vi et reelt kommercielt projekt, ikke under forholdene i Silicon Valley eller et europæisk universitet, men lige midt i taigaen ved den arktiske cirkel. Ikke overraskende skaber det store land, komplicerede geografiske og klimatiske forhold, forudsætninger for projekter, der overgår de bedste forskningslaboratorier.
Tidslinje for de seneste rekorder inden for trådløs kommunikation:
- Maj 2013, ved en eksperimentel frekvens på 240 GHz som et fælles eksperiment mellem forskere fra Karlsruhe Teknologiske Institut, Radiometer Physics GmbH og Fraunhofer Instituttet for anvendt faststoffysik. Signalfrekvensen er ikke tilgængelig for kommerciel brug.
- Maj 2016: i området 70/80 GHz, det samme team, men som et nyt eksperiment på frekvenser, der er tildelt kommercielle projekter,
- November 2016: , forskningscentret Facebook Connectivity Lab,
- Januar 2019, , Deutsche Telekoms testområde med serieudstyr fra Ericsson, i maj 2019 blev de samme forbindelser skaleret til 8 i række på samme testområde og gav omtrent 100 Gbit/s,
- August 2019, , Norilsk-operatøren 'Единство' på serieudstyr fra LLC 'ДОК' (Sankt Petersborg).
Faktisk kunne der slet ikke have været nogen rekord inden for trådløs kommunikation i de arktiske forhold, hvis ikke det havde været for isgangen på Yenisei. Baggrunden for projektet er som følger — i 2017, efter at operatørerne fra "den store tre" nægtede at udvikle kommunikationen mod Taymyr, byggede korporationen PAO "GMK Nornickel" for egne midler en enorm fiberoptisk hovedvej (ВОЛС) fra Novy Urengoy til Norilsk, der strækker sig 956 km og har en kapacitet på 40 Gbit/s. Dette er en virkelig vanskelig rute, der går gennem svært tilgængeligt terræn, og dens bygherrer fik statslige priser for dette arbejde.
Et af problemerne ved driften — overgangen af den 40-gigabit fiberoptiske kabel ВОЛС over Yenisei i mangel af broer blev løst ved at lægge det på bunden af floden, og for at sikre pålidelighed blev flere kabler lagt. Men isgangen kan nemt skade optikken. Desuden er isgangen på Yenisei et erhverv, der ikke kun varer en dag, og ingen reparationer på vandet er tilladt i denne periode på grund af den høje fare for menneskers liv.
Udover de ekstra kabler på bunden af Yenisei blev ruten reserveret med en trådløs mikrobølgekanal på 1 Gbit/s fra telekommunikationstårne på begge sider af floden, i Igarka og landsbyen Priluki (denne radiokanal kan ses på det øverste billede — den store skive). Men hvad er 1 Gbit/s til at sikre hele Norilsk industriområdet i tilfælde af skader på optikken... — tåre. Derfor startede den nordlige operatør "Enhed", der indgår i strukturen af PAO "GMK Nornickel", projektarbejde i efterårs-vinterperioden 2018-2019 for at bygge en trådløs kanal over Yenisei med en kapacitet, der ikke er ringere end ВОЛС.
Til stor overraskelse for specialisterne fra 'Unity' accepterede ingen af verdens telekommunikationsmærker tilbudene om levering af udstyr til en 40-gigabit trådløs forbindelse med en rækkevidde på 11 km. Årsagen hertil er det komplekse samspil mellem høj båndbredde og rækkevidde. Moderne serieudstyr med kapacitet på 10 Gbit/s eller mere til 70/80 GHz-båndet har den egenskab, at den har en meget begrænset rækkevidde. Dette skyldes, at det er svært at sikre nogen form for betydelig transmittereffekt ved komplekse kodningsskemaer som QAM128 eller QAM256 – som kun kan give båndbredde på 10 Gbit/s eller mere. For afstande på 3-5 km er det let, men ved 11 km bliver signaltabet for stort, og det er umuligt at etablere en forbindelse i 10GE-standarden.
Udfordringen blev taget op af en indenlandsk udvikler fra Sankt Petersborg – . De havde allerede udviklet radiobridges, der blev brugt til at sikre den nødvendige rækkevidde. Forud for dette projekt testede de en 40 Gbit/s forbindelse ved hjælp af 4 samarbejdende radiobridges på 10 Gbit/s på deres 4 km – testfelt og var overbeviste om, at en sådan kapacitet kunne opnås. Men i praksis har ingen i telekommunikationsindustrien nogensinde forsøgt at sætte 4 parallelle arbejdene radiobridges på 10 Gbit/s sammen over en afstand på 11 km.
Efter at have fået afslag fra verdensmærkerne var kunden, repræsenteret ved LLC 'Unity', heller ikke sikker på, at det indenlandske udstyr kunne klare projektet. Derfor blev det besluttet først at installere én radiobridge med 10 Gbit/s på 11 km som et pilotprojekt. Hvis den klarede sig godt, ville opgaven blive skaleret til 4 parallelle arbejdende radiobridges.
Set fra et teknisk perspektiv er det slet ikke nødvendigt at overføre 40 Gbit/s i én kanal, hverken over luft eller optisk kabel. Det er meget lettere at overføre data i flere parallelle 'tråde' på 10 Gbit/s. Netværksudstyr af 10GE-standarden er billigere og mere tilgængeligt end 40GE-switcher. Desuden giver parallelle 'tråde' større pålidelighed for hele forbindelsen.
Men stod overfor et problem, at i modsætning til fiberoptiske kabler, hvor signalet ikke påvirker hinanden gennem parallelle fibre, har radiokanaler gensidige interferenser, som kan føre til total kommunikationsfejl. Dette afhjælpes ved at anvende forskellige polariseringer af signalet og sprede signalerne i frekvens. Men det er lettere sagt end gjort at implementere dette "i praksis". Folkene fra Sankt Peterburg designede kredsløbet på store mikrobølge-IC'er (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) baseret på galliumarsenid og var sikre på deres tekniske løsning.
"Moderne radiobroen i 10GE-standart over hele verden laves med købte mikrobølge-IC'er. Det er ineffektivt at føre vertikalt integreret udvikling, hvor alle teknologiske processer udføres i én virksomhed - fra aflejring af mikrobølgechips til samling af komponenter til færdige produkter. Det er omtrent ligesom mange virksomheder, der laver computerboards baseret på chips fra Intel og AMD. Men i modsætning til masseplader til PC'er kræver justering af mikrobølgechips, efterfølgende forstærkning af signalet og levering til antennen særlig ekspertise, og det er faktisk kernen i virksomhedernes Know-How," kommenterede Valery Salomatov, projektleder hos LLC "DOK".
Den pilotradiobro 10 Gbit/s model PPC-10G-E-HP fungerede succesfuldt ved tårne langs Yenisei i et par måneder (maj-juni 2019). Sommerregn er den mest udfordrende tid for radiokommunikation i millimeterbåndet, da regndråber er sammenlignelige med bølgelængden (omkring 4 mm), hvilket medfører signaldæmpning. Om vinteren er der ikke dette problem, da snefnug, ligesom tåge og røg, er radiopr transparente for trådløs kommunikation i 70/80 GHz båndet.
Radiobroen 10 Gbit/s fra LLC "DOK" klarede vejret og afstandene, hvorefter operatøren "Enhed" besluttede at skalere op til 4 parallelle trådløse kanaler med en kapacitet på 10GE hver baseret på tilgængelighedsstatistikken for kommunikationslinjen. Montagen blev udført af specialister fra "Enhed", som selv fandt ud af detaljerne i opsætningen ved at følge instruktionerne til udstyret. I slutningen af juli 2019 blev radiobroen
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) over Yenisei taget i industriel drift i selskab med installationschefen fra "DOK".
Kilde: habr.com
